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1、发酵工厂工艺设计概论绪论发酵技术与日常生活发酵技术与日常生活食品食品发酵食品：发酵食品：酸奶、馒头、面包、酱油、米酒、米醋等等酸奶、馒头、面包、酱油、米酒、米醋等等 发酵技术与日常生活发酵技术与日常生活化工产品化工产品发酵技术与日常生活发酵技术与日常生活医药产品医药产品六，发酵工业范围1.酿酒工业酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等啤酒、葡萄酒、白酒等)2.2.食品工业食品工业(酱、酱油、醋、腐乳、面包、酸乳酱、酱油、醋、腐乳、面包、酸乳等等)3.3.有机溶剂发酵工业有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等酒精、丙酮、丁醇等)4.4.抗生素发酵工业抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等青霉素、链霉素、
2、土霉素等)5.5.有机酸发酵工业有机酸发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等柠檬酸、葡萄糖酸等)6.6.酶制剂发酵工业酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等淀粉酶、蛋白酶等)7.7.氨基酸发酵工业氨基酸发酵工业(谷氨酸，赖氨酸等谷氨酸，赖氨酸等)8.8.核苷酸类物质发酵工业核苷酸类物质发酵工业(肌苷酸、肌苷等肌苷酸、肌苷等)9.9.维生素发酵工业维生素发酵工业(维生素维生素C C、维生素、维生素B B等等)10.10.生理活性物质发酵工业生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等激素、赤霉素等)11.11.微生物菌体蛋白发酵工业微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白酵母、单细胞蛋白等等)12.12.微生物环境净化
3、工业微生物环境净化工业(利用微生物处理废水、利用微生物处理废水、污水等污水等)13.13.生物能工业生物能工业(沼气、纤维素等天然原料发酵生沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等，能源物质产酒精、乙烯等，能源物质)14.14.微生物冶金工业微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶金、石利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等油脱硫等)7生物质原料化学品化学品精细化学品精细化学品大宗化学品大宗化学品食品添加剂食品添加剂生物塑料生物塑料溶剂溶剂酚类酚类粘合剂粘合剂脂肪酸脂肪酸碳黑、颜料碳黑、颜料燃料、香料、墨水燃料、香料、墨水洗涤剂洗涤剂生物能源生物能源生物酒精生物酒精生物柴油生物柴油甲醇甲醇氢气氢气沼气沼
4、气测定抗菌能力测定抗菌能力 接种接种 规模化生产规模化生产 分离和纯化产品。分离和纯化产品。包括固液分离技术、细包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化胞破壁技术、产物纯化技术，以及产品检验和技术，以及产品检验和包装技术等包装技术等 下游技术发酵过程控制，主要包发酵过程控制，主要包括发酵条件的调控，无括发酵条件的调控，无菌环境的控制，过程分菌环境的控制，过程分析和控制等析和控制等 中游技术 优良种株的选育和保优良种株的选育和保藏（包括菌种筛选、改造，藏（包括菌种筛选、改造，菌种代谢路径改造等），菌种代谢路径改造等），上游技术上中下游相互关联！上中下游相互关联！工科vs理科工程学研究自然科学应用
5、在各行业中的应用方式、方法的一门学科，同时也研究工程进行的一般规律，并进行改良研究。应用l就是运用先进的生产工艺技术，通过工艺就是运用先进的生产工艺技术，通过工艺主导主导专业专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合，用协作配合，用图样并辅以文字图样并辅以文字作出一个完整的工作出一个完整的工厂建设蓝图，按照国家规定的基本建设程序，有厂建设蓝图，按照国家规定的基本建设程序，有计划按步骤
6、地进行工厂建设，把科学技术转化为计划按步骤地进行工厂建设，把科学技术转化为生产力的一门综合性学科。生产力的一门综合性学科。工厂设计：工厂设计：（2）课程的目的和任务课程的目的和任务目的：目的：培养学生具有发酵工厂设计的工程能力和工培养学生具有发酵工厂设计的工程能力和工程素质，结合毕业实习和毕业设计，完成工程师的程素质，结合毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。综合性基本训练。任务：任务：使学生了解工厂设计的工作程序、内容、使学生了解工厂设计的工作程序、内容、步骤，对于生物工程工艺类专业的学生讲，主要步骤，对于生物工程工艺类专业的学生讲，主要是掌握发酵工厂设计的理论、方法和有关设计规是
7、掌握发酵工厂设计的理论、方法和有关设计规范，走上工作岗位后，能胜任工艺设计工作。范，走上工作岗位后，能胜任工艺设计工作。l 了解我国基本建设的有关方针政策和规定，掌了解我国基本建设的有关方针政策和规定，掌握基本建设的工作程序、内容和设计范围分工；握基本建设的工作程序、内容和设计范围分工；l 了解工厂工艺设计在总体设计中的地位和作用，了解工厂工艺设计在总体设计中的地位和作用，掌握生产工艺设计的范围、内容和基本方法、步掌握生产工艺设计的范围、内容和基本方法、步骤、生产工艺设计的深度要求等基本知识；骤、生产工艺设计的深度要求等基本知识；l 了解生产工艺设计与公用工程设计的关系，熟了解生产工艺设计与公
8、用工程设计的关系，熟悉公用工程设计的有关知识；悉公用工程设计的有关知识；l 了解和熟悉工厂设计的有关规范标准以及技术了解和熟悉工厂设计的有关规范标准以及技术经济和概算等内容和要求；经济和概算等内容和要求；l 熟悉作为工艺设计主要成果的发酵工厂设计说熟悉作为工艺设计主要成果的发酵工厂设计说明书和工艺设计图（工程语言）的有关内容、特明书和工艺设计图（工程语言）的有关内容、特点、表示方法、规范和标准等知识。点、表示方法、规范和标准等知识。规划与设计的重要性涉及到多个行业、多个部门的交叉管理需要按照统一的节奏、步调、时间进度行动发酵工厂设计的重要性发酵工厂设计的重要性（1）设计工作是把科学技术转化为生
9、产力）设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性科学的一门综合性科学l 发酵产业的生产规模、产品、产量等的发展，发酵产业的生产规模、产品、产量等的发展，需要继续建立工厂；需要继续建立工厂；l 工厂新建、扩建、改建设计工作必不可少；工厂新建、扩建、改建设计工作必不可少；l 科研中，新工艺、新技术、新设备的开发，科研中，新工艺、新技术、新设备的开发，均与设计有密切关系。均与设计有密切关系。（3）工厂设计在工程项目建设的整个过程）工厂设计在工程项目建设的整个过程中，是核心内容中，是核心内容l 建设项目立项后，设计前期工作是建设的关键；建设项目立项后，设计前期工作是建设的关键；l 设计决定工厂建立后
10、能否获得最大经济效益、设计决定工厂建立后能否获得最大经济效益、环境效益和社会效益。环境效益和社会效益。（2）设计工作是扩大再生产、更新改造原）设计工作是扩大再生产、更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。的重要技术经济活动的组成部分。工厂设计的任务和内容工厂设计的任务和内容基本任务：基本任务：作出体现国家有关方针政策，切作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益好合实际，安全适用，技术先进，经济效益好的设计，为建设服务；的
11、设计，为建设服务；（1）基本任务）基本任务（2）工厂设计的内容）工厂设计的内容设计工作：设计工作：总体设计和局部设计总体设计和局部设计l总体设计：凡是设计范围涉及到整个工业总体设计：凡是设计范围涉及到整个工业企业的全部内容的设计，称为企业的全部内容的设计，称为。例：总平面设计、工艺设计、给排水设计、供电、例：总平面设计、工艺设计、给排水设计、供电、供汽、土建等设计，另外还包括厂址选择、生产检供汽、土建等设计，另外还包括厂址选择、生产检测与控制仪表、环境保护技术经济概算等内容。测与控制仪表、环境保护技术经济概算等内容。l局部设计：凡是设计的范围不涉及整个工局部设计：凡是设计的范围不涉及整个工业企
12、业的全部内容，而只是其中的某些部分，业企业的全部内容，而只是其中的某些部分，或某个部分、某个设备的设计，称为或某个部分、某个设备的设计，称为例：扩建厂的设计一般属于局部设计例：扩建厂的设计一般属于局部设计工厂设计工作的内容工厂设计工作的内容l参加建设项目的决策；参加建设项目的决策；l编制各个阶段设计文件；编制各个阶段设计文件；l配合施工和参加验收；配合施工和参加验收；l进行总结的全过程。进行总结的全过程。所负责项目设计的单位和从事工艺设计的人员，都所负责项目设计的单位和从事工艺设计的人员，都要有高度的责任心和良好的素质，对每一工程项目要有高度的责任心和良好的素质，对每一工程项目都要负责到底，直
13、到该工程项目建成投产，全部达都要负责到底，直到该工程项目建成投产，全部达到设计能力，经有关部分验收考核，技术经济效果到设计能力，经有关部分验收考核，技术经济效果合格，才算完成设计任务。合格，才算完成设计任务。（3）工厂设计要求）工厂设计要求l经济上合理、技术上先进经济上合理、技术上先进l在三废治理和环境保护方面必须符合国家在三废治理和环境保护方面必须符合国家有关规定有关规定l尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一个良好的劳动工作条件。个良好的劳动工作条件。l考虑到产品生产的季节差异性。考虑到产品生产的季节差异性。工厂设计在国民经济中的地位和意义设计工作是把科学
14、技术转化为生产力的一门综合性的科学。新建、改建和扩建一个工厂，均离不开设计发酵工厂总体设计范围包括了企业内应该发酵工厂总体设计范围包括了企业内应该配置的一切单项工程的完整设计配置的一切单项工程的完整设计总平面布置；总平面布置；生产车间设计；生产车间设计；动力车间设计；动力车间设计；厂内外运输设计；厂内外运输设计；自控仪表设计；自控仪表设计；空气净化设计空气净化设计采暖通风设计；采暖通风设计；环境保护工程；环境保护工程；福利设施；福利设施；办公楼设计；办公楼设计；技术经济与概算。技术经济与概算。生产工艺设计是总体设计的主导设计，生生产工艺设计是总体设计的主导设计，生产工艺产工艺专业是主导专业专业
15、是主导专业其他配套专业是根据生产工艺提出的要求来进行其他配套专业是根据生产工艺提出的要求来进行设计的。设计的。生产工艺设计的范围：负责全厂生产工艺流程设生产工艺设计的范围：负责全厂生产工艺流程设计和各生产车间的设计，并向配套专业人员提供计和各生产车间的设计，并向配套专业人员提供设计依据、提出设计要求。设计依据、提出设计要求。例：例：工艺专业工艺专业根据生产用水的要求，对工艺用水、冷却根据生产用水的要求，对工艺用水、冷却用水，提出水质、水温等要求，用水，提出水质、水温等要求，供水专业供水专业在设计中就要考在设计中就要考虑离子交换、电渗析、冷却塔等水处理流程和设备，以满虑离子交换、电渗析、冷却塔等
16、水处理流程和设备，以满足生产用水的水质、水温等要求。足生产用水的水质、水温等要求。例：例：在车间布置设计时，在车间布置设计时，工艺专业工艺专业根据工艺流程，设备根据工艺流程，设备配置对厂房、门、办公和生活服务用房的位置提出要求，配置对厂房、门、办公和生活服务用房的位置提出要求，土建土建在符合国家有关政策同时，要尽量满足要求。在符合国家有关政策同时，要尽量满足要求。（3）生产工艺设计起着主导的决定性作用）生产工艺设计起着主导的决定性作用l工艺生产技术是否先进工艺生产技术是否先进可靠、安全适用；可靠、安全适用；l在经济上是否合理；在经济上是否合理；l通过施工投产后，在产品的产量和质量上通过施工投产后，在产品的产量和质量上均达到规定标准，各项经济指标应达到国内均达到规定标准，各项经济指标应达到国内同类工厂的先进水平或国际先进水平；同类工厂的先进水平或国际先进水平；l在在“三废三废”治理和环境保护方面，都必需治理和环境保护方面，都必需符合国家有关规范。符合国家有关规范。车间设计是总体设计的组成部分车间设计是总体设计的组成部分总体设计或车间设计的组成：总体设计或车间设计的组成：l工艺设计：工艺设
